[发明专利]确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法

摘要

本发明涉及一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，包括以下步骤：(1)测量需要确定污染物降解系数不确定性及风险程度的河道上游起始断面的选定污染物浓度C0，河道的平均流速u；(2)反复测量n次距离起始断面x米处的选定污染物浓度C(x)，求得距离起始断面x米处选定污染物浓度C(x)的实测数学期望E(C)和方差D(C)；(3)求出污染物的降解系数k；(4)据随机微分方程得到的污染物理论方差公式，结合该类污染物的降解系数k和实测方差D(C)，求出污染物降解系数不确定性α；(5)计算α2与河道污染物降解系数k的比值，并与风险阈值比较，确定降解系数的风险程度。通过本发明，能有效的估计河道中污染物降解系数因为各种原因而具有的不确定性以及由此给河道管理工作带来的风险。

主权项

1.一种确定小型河道污染物降解系数不确定性及其风险程度的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)测量需要确定污染物降解系数不确定性及风险程度的河道上游起始断面的选定污染物浓度C0、河道的平均流速u；(2)反复测量n次距离起始断面x米处的选定污染物浓度C(x)，为保证计算精度n必须大于10，x必须大于1500，且该河段上游至下游区间没有污染源汇入，求得距离起始断面x米处选定污染物浓度C(x)的实测数学期望E(C)和方差D(C)；具体包括以下步骤：a.在河道中距离起始断面下游大于1500米处，选择合适位置作为观测断面，记录该断面至上游起始断面距离x米；b.反复多次测量观测断面的污染物浓度，得到n次污染物浓度的测量值C1(x),C2(x),...,Cn(x)，其中测量次数n必须大于10；c.计算污染物测量值的平均值作为污染物浓度的数学期望E(C)：d.计算污染物浓度的方差，即：(3)根据随机微分方程得到的污染物浓度的理论数学期望理论公式，以及该类污染物的实测数学期望E(C)，求出污染物的降解系数k；具体包括以下步骤：a.假设该河道污染物降解系数为k，降解系数的不确定性为α；降解系数不确定性对污染物降解的影响服从随机游走模式，则该河道中污染物浓度在河道下游x米处观测断面上的理论数学期望用随机微分方程和伊藤引理计算得到：b.由于污染物浓度的数学期望、平均流速、起始断面的污染物浓度、观测断面与起始断面的距离都已知，因此可以求得降解系数：(4)据随机微分方程得到的污染物理论方差公式，结合该类污染物的降解系数k和实测方差D(C)，求出污染物降解系数不确定性α；具体包括以下步骤：a.由随机微分方程及伊藤引理可计算得到污染物的理论方差公式为：b.由上面的式子，在平均流速、起始断面的污染物浓度、观测断面与起始断面的距离、观测断面污染物浓度方差以及污染物的降解系数都已知的情况下，污染物降解系数的不确定性可由下式求得：(5)计算α2与河道污染物降解系数k的比值，并与风险阈值比较，确定降解系数的风险程度；具体包括以下步骤：a.确定河道水体用途及所要求的水质：按照国家水质标准水体用途可分为自然保护区、饮用水源地、渔业、工业及农业五大类；依次对应于《地表水环境质量标准(GB3838‑2002)》中的I～V类水；b.按照河道水体用途及水质确定降解系数不确定性风险的阈值，见表1：表1降解系数不确定性风险阈值c.计算α2与河道污染物降解系数k的比值，并与表1中的风险阈值比较，确定降解系数的风险程度。